超声波流量计探头及换能器原理  六十七

二.磁致伸缩换能器谐振频率的计算

多腿式换能器的许多参数可以分解为单腿情况来计算，因此下面仍以单腿换能器为例进行讨论， 共振基频 fr1=(C/2h){1/[1+2（MH/MC）]}1/2 或者 h=C/2fr1[1+2（MH/MC）]1/2由于盖板构成的轭有弯曲振动存在，还需要考虑谐振频率的修正，即实际谐振频率应为：f’=φfr式中φ为修正系数，按经验数据有：f＜25KHz时φ≈0.95

f为20～50KHz时φ≈0.9

f＞50KHz时φ≈0.87

频率越高，φ越小，实际谐振频率受影响越大。

相反，为了使换能器按预定频率振动，作为超声频电振荡电路输出的频率应考虑为：f”=fr/φ（换能器尺寸仍应按fr确定）

三.磁致伸缩换能器工作频率的选择

工业用磁致伸缩换能器的工作频率范围一般在8～35KHz。

频率并不是决定换能器效率和施工性质的唯一主要因素，最重要的因素应是能导入负载中的振动强度-比功率的大小，我们已经知道：振动功率P功≡ξ2f2 和声压P声≡ξf，式中ξ为振动振幅，f为振动频率应当注意的是：在功率超声波应用中，以液体介质为负载的应用是以空化现象为重要功能的（当然也包括振动作用）。空化现象的产生首先决定于比声功率（或声压），但若频率升高到兆赫兹范围（例如0.5～1MHz）时，却会减弱空化作用或削弱与此作用有关的一些过（如分散、如化、集聚等），这是由于频率太高时，这些作用过程将来不及完成，甚至无法产生这些过程，或者虽然能够产生，但在其气泡闭合（破裂）时产生的脉冲幅度会大大减弱。

超声波流量计